Книга "Малозаглубленный ленточный фундамент" Страница 4

Несущая способность грунта

Для прогнозирования  безопасности строения и фундамента и предупреждения деформаций, величина которых может привести к возникновению нарушению целостности строительных конструкций, существует понятие несущей способности грунта (или сопротивление основания).  Величина несущей способности грунтов сравнивается с нагрузкой от здания, снега, ветра, эксплуатационных нагрузок с учетом определенного запаса прочности.

Несущая способность грунтов увеличивается при заглублении фундамента в землю больше глубины 2 м,  так как сопротивление нагрузке от здания в этом случае оказывается дополнительно и  перпендикулярными составляющими сил от бокового давления грунта. При глубине менее 2 м эти силы  не учитывается. Можно сказать, что при глубоком заложении фундамента, грунт ведет себя как жидкость, и на тело, погруженное в жидкость (фундамент) действует выталкивающая сила.
При устройстве малозаглубленного ленточного фундамента настороженно следует отнестись к слабонесущим грунтам, например, к  биогенным органическим грунтам: торфу, сапропелю или илу. Пункт 5.4. СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» запрещает опирание фундаментов непосредственно на поверхность сильнозаторфованных грунтов, торфов, слабоминеральных сапропелей и илов.
Также малой несущей способностью (расчетным сопротивлением основания) обладают водонасыщенные грунты, и грунты с переменной структурой слоев (например, сочетание органического и минерального грунта). Не секрет, что наше государство любило и любит выделять бывшие или существующие болота для организации садоводческих и дачных некоммерческих товариществ.  Это понятно: земли в России мало, и более пригодных грунтов для народного дачного строительства подыскать трудно.  
Торф и другие органические грунты отличаются волокнистой или пористой структурой, сформированной продуктами распада растений, смешанных с песком, глиной и илом. Все эти виды грунтов сильно сжимаемы даже под небольшой нагрузкой. Органические грунты способны оседать длительное время. Особенно сильно уменьшение объема грунтов возникает при уменьшении водонасыщения грунтов.

Если вам достался участок на торфе или сапропеле, прежде всего, нужно узнать какова глубина залегания этих биогенных грунтов.  Если эта глубина до 1 метра, а глубже лежат плотные грунты с хорошей несущей способностью, то делается выторфовка на полную глубину залегания торфа и в траншее устраивается песчаная трамбованная подложка или бетонная подготовка и поверх устраивается классический малозаглубленный ленточный фундамент (на бетонной подушке или без нее).
При глубинах залегания органических грунтов более 1 метра, возможно экономически более выгодно будет рассмотреть устройство свайного или свайно-ростверкового фундамента. Сваи в этом случае будут передавать нагрузку от здания на более глубокие слои плотных, хорошо несущих грунтов.  В англоязычной строительной литературе отмечается, что экономически целесообразным (только при условии необходимости устройства подвалов и цокольных этажей) можно считать строительство  ленточных фундаментов на глубину до 2,5 метров, но не более. Фактически в этом случае ленточный фундамент правильнее было бы назвать «подземной стеной». На ее устройство можно пойти, если вам действительно нужен подвал или погреб. Но прежде, чем вы начнете строить подземное убежище для кадок с огурцами, посчитайте, сколько именно десятилетий вы могли бы покупать соленые огурцы на сэкономленные деньги от строительства подземной стены, ее дренажа, гидроизоляции и устройства гидроизоляции подвала. Кроме того, подвал – это не только помещение для хранения картошки и огурцов в кадках, но и отличное хранилище для радиоактивного газа радона, который выделятся из почвы и, будучи тяжелее воздуха, скапливается в низинах.  Проблема радиоактивного почвенного газа радона настолько же актуальна для индивидуальных одно - двухэтажных домов, насколько широко она замалчивается в отечественной строительной литературе. Мы поговорим о радоне в отдельной главе ниже.

Кроме вариантов выторфовки и устройства фундамента на сваях, существует еще один вариант решения проблемы строительства фундамента на торфе или другом биогенном грунте: это постоянная пригрузка торфа насыпным грунтом по геотекстилю, с устройством фильтрующего слоя или дрен. Однако и при таком способе торф будет продолжать таить в себе другую опасность:  при устройстве дренирования и водоотведения понижается уровень грунтовых вод, насыщавших органический грунт. При обезвоживании органический грунт сильно теряет в объеме. Из-за неравномерного обезвоживания торфа или неравномерного его залегания возможно неравномерное проседание грунта и, как следствие,   деформации ленточного фундамента.  Эта же опасность потенциально грозит и плавающим плитным фундаментам на торфяном грунте.
 Поэтому, прежде чем проектировать и строить фундамент, уточните какой вид фундамента лучше подходит для типа залегания грунта на вашем участке (Таблица №1).  

* Таблица приводится по изданию L.J. Goodman and R.H. Kerol, Theory and Practice of Foundation Engineering, N.Y., 1968, P. 312

Свод правил “Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений” [глава 8, СП 50-101-2004] указывает, что в сложных грунтовых условиях и при высоком уровне грунтовых вод рекомендуется использовать свайные фундаменты (короткие сваи) и фундаменты на локально уплотненном основании (в  вытрамбованных или выштампованных котлованах). Но такие фундаменты лучше подходят для зданий стоечно-балочной конструкции, чем для зданий с несущими стенами. Для зданий с несущими стенами рекомендуется применять однорядное расположение забивных блоков и пирамидальных свай (в виде усеченной пирамиды с углом наклона стенок  от вертикали 5-10°), а также короткие сваи (до 2,5 -3 м) различных типов. Биогенные органические грунты со слабой несущей способностью  – это не единственная группа грунтов, к которым следует относиться с осторожностью при выборе типа фундамента.  Значительные повреждения фундаментам и строениям могут быть нанесены при различных движениях грунтов. Движения грунтовмогут быть вызваны и причинами не связанными с нагрузками от возводимого или построенного здания.

Это могут быть:  

• Сезонные подвижки, связанные с вегетацией растений и уменьшения обводнения глинистых грунтов.
• Поднятия грунта в результате образования линз льда при замерзании грунтов.
• Прогрев грунтов от отапливаемых зданий.
•  Изменения глубины залегания грунтовых вод и дренажных свойств грунтов.
• Просадки грунта от воздействия воды или антопогенных факторов.
• Сдвижки грунтов на склонах или при земельных работах.
• Самопроизвольные просадки грунта под собственным весом.
• Просадки грунта от вибраций (включая землетрясения).

Грунты, обладающие потенциалом к сильному расширению и подъему поверхности при замерзании, относятся к основной «группе риска» в отношении пригодности для строительства малозаглубленного ленточного фундамента.